LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA

LARUTAN PENYANGGA

Nama : Mohammad Toha Wismantaraharjo.

Kelas : XI IPA II

Sekolah : SMAN 5 Palangkaraya.

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan ke-hadirat Allah SWT atas segala limpahan rahmat dan hidayah-Nya, saya yang masih dalam tahapan belajar ini dapat menyelesaikan laporan kimia tentang larutan penyangga (buffer).

Dalam makalah ini kami menjelaskan mengenai penjelasan secara singkat tentang larutan penyangga (buffer). Ada pun tujuan saya menulis laporan ini yang utama untuk memenuhi tugas sekolah dari guru pembimbing saya. Saya menulis laporan ini untuk mengetahui lebih rinci mengenai larutan penyangga (buffer).

Saya mengucapkan banyak terimakasih kepada yang telah meluruskan praktikum saya. Saya menyadari laporan ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh sebab itu diharapkan kritik dan saran pembaca demi kesempurnaan laporan saya ini untuk ke depannya. Semoga  laporan  ini  bermanfaat  bagi  kita  semua  terutama  bagi  pembaca khususnya siswa-siswi SMA Negeri 5 Palangkaraya.

Akhir kata, saya sampaikan terima kasih kepada semua pihak yang telah berperan serta dalam penyusunan makalah ini dari awal sampai akhir. Semoga Allah SWT senantiasa meridhai segala usaha kita. Amin.

BAB I

PENDAHULUAN

1.1  Latar belakang

Larutan penyangga sangat penting dalam kehidupan: misalnya dalam analisis kimia, biokimia, bakteriologi, zat warna, fotografi, dan industri kulit. Dalam bidang biokimia, kultur jaringan dan bakteri mengalami proses yang sangat sensitif terhadap perubahan pH. Darah dalam tubuh manusia mempunyai kisaran pH 7,35 sampai 7,45 dan apabila pH darah manusia di atas 7,8 akan menyebabkan organ tubuh manusia dapat rusak, sehingga harus dijaga kisaran pHnya dengan larutan penyangga.

Untuk menjaga pH larutan agar tidak mengalami perubahan yang mencolok, digunakan zat-zat yang bersifat penyangga. Larutan penyangga atau larutan buffer adalah larutan yang dapat mempertahankan pH pada kisarannya. Jika pada suatu larutan penyangga ditambah sedikit asam atau ditambahkan sedikit basa atau diencerkan, maka pH larutan tidak berubah.

Oleh karenanya, pada percobaan ini akan digunakan larutan penyangga dari asam lemah (CH₃COOH) dengan garamya/basa konjugasi(CH₃COONa) dan digunakan basa lemah(NH₃) dengan garamnya/asam konjugasi(NH₄Cl) untuk menunjukkan sifat-sifat larutan penyangga

1.2  Rumusan masalah

Bagaimana membuktikan sifat-sifat larutan penyangga ?

1.3  Tujuan

       Untuk mengetahui nilai pH dan sifat asam basa dalam larutan penyangga.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Prinsip Kerja Larutan Penyangga.

     Sebenarnya penambahan sedikit asam, basa, atau pengenceran pada larutan penyangga menimbulkan sedikit perubahan pH (tetapi besar perubahan pH sangatlah kecil) sehingga pH larutan dianggap tidak bertambah atau pH tetap pada kisarannya. Namun, jika asam atau basa ditambahkan ke larutan bukan penyangga maka perubahan pH larutan akan sangat mencolok. Prinsip kerja dari larutan penyangga yang dapat mempertahankan harga pH pada kisarannya adalah sebagai berikut.

a. Larutan Penyangga Asam HA/A ^-

HA _(aq) --> A ^- _(aq) + H ⁺ _(aq) 

Jika ditambah sedikit asam kuat (H ⁺ )

Ion H ⁺ dari asam kuat akan menaikkan konsentrasi H ⁺ dalam larutan, sehingga reaksi kesetimbangan larutan terganggu; reaksi akan bergeser ke kiri. Namun, basa konjugasi (A ^- ) akan menetralisir H ⁺ dan membentuk HA

A ^- _(aq) + H ⁺ _(aq) → HA _(aq)

sehingga pada kesetimbangan yang baru tidak terdapat perubahan konsentrasi H ⁺ yang berarti, besarnya pH dapat dipertahankan pada kisarannya.

Jika ditambah sedikit basa kuat (OH ^- )

Ion OH ^- dari basa kuat akan bereaksi dengan H ⁺ dalam larutan, sehingga konsentrasi H ⁺ menurun dan kesetimbangan larutan terganggu. Oleh karena itu, HA dalam larutan akan terionisasi membentuk H ⁺ dan A^- ; reaksi kesetimbangan bergeser ke kanan

OH ^- _(aq) + H ⁺ _(aq) → H ₂ O _(l)

HA _(aq) → A ^- _(aq) + H ⁺ _(aq)

sehingga, pada kesetimbangan yang baru tidak terdapat perubahan konsentrasi H ⁺ yang nyata; pH larutan dapat dipertahankan pada kisarannya. Asam lemah dapat menetralisir penambahan sedikit basa OH^- .

HA _(aq) + OH ^- _(aq) → A ^- _(aq) + H ₂ O _(l)

Jika larutan penyangga diencerkan

Pengenceran larutan merupakan penambahan air (H ₂ O) pada larutan. Air (H ₂ O) akan mengalami reaksi kesetimbangan menjadi H ⁺ dan OH ^-, namun H ₂ O yang terurai sangat sedikit. Jadi, konsentrasi H ⁺ dan OH ^-sangat kecil, sehingga dapat diabaikan.

b. Larutan Penyangga Basa B/BH ⁺

B _(aq) + H ₂ O _(l) BH ⁺ _(aq) + OH ^- _(aq)

Penambahan sedikit asam kuat (H ⁺ )

H ⁺ dari asam kuat dapat bereaksi dengan OH ^- pada larutan, sehingga konsentrasi OH ^- menurun dan reaksi kesetimbangan akan bergeser ke kiri. Basa lemah (B) dalam larutan akan bereaksi dengan H ₂ O membentuk asam konjugasinya dan ion OH ^- .

H ⁺ _(aq) + OH ^- _(aq) → H ₂ O _(l)

B _(aq) + H ₂ O _(l) → BH ⁺ _(aq) + OH ^- _(aq)

Pada kesetimbangan yang baru tidak terdapat perubahan pH yang nyata, besarnya pH dapat dipertahankan. Basa lemah dapat menetralkan penambahan sedikit asam (H ⁺ ).

B _(aq) + H ⁺ _(aq) → BH ⁺ _(aq) 

Penambahan sedikit basa kuat (OH ^- )

Adanya basa kuat (OH ^- ) dapat meningkatkan konsentrasi OH ^- dalam larutan, sehingga reaksi kesetimbangan akan bergeser ke kiri. Namun adanya asam konjugasi (BH ⁺ ) dapat menetralkan kehadiran OH ^- dan membentuk B dan H ₂ O. Sehingga pada kesetimbangan tidak terdapat perubahan konsentrasi OH ^- yang nyata, dan pH larutan dapat dipertahankan.

BH ⁺ _(aq) + OH ^- _(aq) → B _(aq) + H ₂ O _(l)

Penambahan air (pengenceran)

Penambahan H ₂ O dalam larutan akan langsung terionisasi menjadi H ⁺dan OH ^-, namun konsentrasi H ⁺ dan OH ^- sangat kecil, sehingga dapat diabaikan.

2.2 Larutan Penyangga.

     Larutan penyangga atau larutan buffer adalah larutan yang dapat mempertahankan pH pada kisarannya. Jika pada suatu larutan penyangga ditambah sedikit asam atau ditambahkan sedikit basa atau diencerkan, maka pH larutan tidak berubah.

A. Larutan Penyangga Asam

Larutan ini dapat mempertahankan pH pada daerah asam (pH < 7). Larutan penyangga asam terdiri dari asam lemah (HA) dan basa konjugasinya (A ^- ). Larutan ini dapat dibuat dengan mencampurkan larutan asam lemah dengan garamnya. Contoh, larutan penyangga dari campuran asam asetat dengan natrium asetat. Persamaan reaksinya adalah sebagai berikut.

CH ₃ COOH _(aq) --> CH ₃ COO ^- _(aq) + H ⁺ _(aq)

Larutan ini juga dapat dibuat dari campuran asam lemah dengan basa kuat, dengan catatan basa kuat harus habis bereaksi, sehingga pada akhir reaksi hanya terdapat asam lemah dan garamnya (basa konjugasinya).

CH ₃ COOH _(aq) + NaOH _(aq) --> CH ₃ COONa _(aq) + H ₂ O _(l)

HA _(aq) --> A ^- _(aq) + H ⁺ _(aq)

Asam lemah Basa konjugasi 

B. Larutan Penyangga Basa

Larutan ini dapat mempertahankan pH pada daerah basa (pH > 7). Larutan penyangga basa terdiri dari basa lemah (B) dan asam konjugasinya (BH ⁺ ). Larutan ini bisa dibuat dengan mencampurkan larutan basa lemah dengan garamnya. Contoh, larutan penyangga dari campuran amonia dengan amonium klorida. Persamaan reaksinya adalah sebagai berikut.

NH _3 (aq) + H ⁺ _(aq) --> NH ₄ ⁺ _(aq)

Larutan ini juga dapat dibuat dari campuran basa lemah dengan asam kuat, dengan catatan asam kuat harus habis bereaksi, sehingga pada akhir reaksi hanya terdapat basa lemah dan garamnya (asam konjugasinya). Persamaan reaksinya adalah sebagai berikut.

NH _3(aq) + HCl _(aq) --> NH ₄ Cl _(aq)

reaksi kesetimbangan pada larutan penyangga adalah sebagai berikut

B _(aq) + H ₂ O _(l) --> BH ⁺ _(aq) + OH ^- _(aq)

2.3 Fungsi Larutan Penyangga Dalam Tubuh.

     Dalam tubuh manusia terdapat sistem penyangga yang berfungsi untuk mempertahankan harga pH.

Contoh :

- Dalam darah terdapat sistem penyangga antara lain asam bikarbonat, hemoglobin, dan oksihemoglobin. Karbon dioksida terbentuk secara metabolik dalam jaringan kemudian diangkut oleh darah sebagai ion bikarbonat.

- Dalam sel darah merah terdapat sistem penyangga sebagai berikut :

-H₃PO₄^- + H₂O --->HPO₄^2- + H₃O⁺

      2.4 Rumus Umum Larutan Penyangga.

  a. Larutan penyangga dari asam lemah dan basa konjugasinya ( Buffer Asam )

Rumus : [ H⁺ ] =K_a.na/nbk

 n_bk = jumlah mol basa konjugasi

..... .....n_a = jumlah mol asam lemah
.......... K_a = tetapan ionisasi asam lemah

        b. Larutan penyangga dari basa lemah dan asam konjugasinya ( Buffer Basa)

      Rumus : [OH^- ] = K_b.nb/nak

............na_k = jumlah mol asam konjugasi
. .......... K_b = tetapan ionisasi basa lemah
......... .. n_b = jumlah mol basa lemah

c. Larutan penyangga dari asam lemah dan basa konjugasinya ( Buffer Asam )

    Rumus : [ H⁺ ] = K_a.na/nbk

... n_bk = jumlah mol basa konjugasi

......... n_a = jumlah mol asam lemah
.. .......K_a = tetapan ionisasi asam lemah

d. Larutan penyangga dari basa lemah dan asam konjugasinya ( Buffer Basa )

   Rumus : [OH^- ] = K_b.nb/nak

.. na_k = jumlah mol asam konjugasi

        .n_b = jumlah mol basa lemah
... .... K_b = tetapan ionisasi basa lemah.

BAB III

METODE PENELITIAN.

3.1  Alat dan bahan.

No.	Nama Alat dan Bahan	Jumlah	No	Nama Alat dan Bahan	Jumlah
1.	Tabung Reaksi	8	7.	Larutan CH3COOH 0,1 M	50 mL
2.	Pipet tetes	4	8.	Larutan CH3COONa 0,1 M	50 mL
3.	Gelas Kimia	2	9.	Larutan NH3  0,1 M	50 mL
4.	Gelas Ukur	2	10.	Larutan NH4Cl 0,1 M	50 mL
5.	Kertas Indikator universal.	6 helai	11.	Larutan NaOH 1M	50 mL
6.	Air suling	Secukupnya	12.	Larutan HCl 1M	50 mL

3.2  Langkah Kerja.

Kegiatan I.

Sebagai lamgkah pertama, sediakan dua macam larutan penyangga dengan mencampurkan larutan sebagai berikut.

a.       Ambil 10 cm³ larutan CH₃COOH 0,1 M dari 10 cm³ larutan CH₃COOH 0,1 M, campurkan dalam sebuah gelas kimia, kemudian simpan larutan ini untuk pengujian selanjutnya.

b.      Ulangi langkah pertama dengan larutan NH₃ 0,1 M dan larutan NH₄CL 0,1 M, campurkan dalam gelas kimia yang lain. Simpan kembali campuran ini untuk pengujian berikutnya.

c.       Ambil sedikit air suling pada gelas kimia yang lain. Kemudian ambil tiga lembar kertas indicator universal, celupkan kedalam air dan kedua campuran larutan. Perhatikan warna kertas indicator. Berapa PH-nya dan bagaimana sifat asam-basanya?

d.      Catatlah hasil pengamatan pada tabel pengamatan, kemudian diskusikan jawaban dari pertanyaan-pertanyaannya.

Kegiatan II

a.       Sebelum menggunakan larutan penyangga, sebagai langkah pertama, sediakan 2 buah tabung reaksi masing-masing  dengan 5 mL air. Teteskan 1 tetes HCl 1M pada tabung I dan 1 tetes NaOH 1M pada tabung II. Pada masing-masing tabung reaksi dengan kertas indicator universal. Berapakah pH-nya?

b.      Sediakan 3 tabung rekasi yang lain, isi masing-masing dengan larutan penyangga yang terdiri dari campuran larutan CH₃COOH dan larutan CH₃OOONa sebanyak 5 cm³. Kemudian teteskan 1 tetes larutan HCl 1 M ke dalam tabung (I), 1 tetes larutan NaOH 1 M kedalam tabung (II), dan 20 tetes air kedalam tabung (III). Uji PH larutan pada masing-masing tabung reaksi dengan kertas universal. Berapakah pH-nya?

c.       Ulangi langkah (b) dengan mengunakan larutan penyangga yang terdiri dari campuran larutan NH₃COOHdan larutan CH₃COONa. Ujilah pH larutan pada masing-masing tabung reaksi dengan kertas indicator universal, berapakah pH-nya?

BAB IV

HASIL PENGAMATAN DAN ANALISIS DATA

4.1 Hasil Pengamatan.

Kegiatan I

No.	Zat yang Diuji	pH
1.	Air	7
2.	CH3COOH + CH3COONa	2
3.	NH3 + NH4Cl	6

Kegiatan II

No.	Zat yang diuji	pH setelah penambahan
		HCl	NaOH	Air
1.	Air	2	8	7
2.	CH3COOH + CH3COONa	2	2	2
3.	NH3 + NH4Cl	5	5	6

4.2 Evaluasi Praktikum.

1. Apakah yang dimaksud larutan penyangga?

-Larutan penyangga atau larutan buffer adalah larutan yang dapat mempertahankan pH pada kisarannya. Jika pada suatu larutan penyangga ditambah sedikit asam atau ditambahkan sedikit basa atau diencerkan, maka pH larutan tidak berubah.

2. Tuliskan reaksi ionisasi dari larutan penyangga yang terdiri campuran CH₃COOH_(aq) dan CH₃COONa_(aq)!

- Reaksi ionisasi CH₃COOOH.

CH ₃ COOH _(aq) --> CH ₃ COO ^- _(aq) + H ⁺ _(aq)

- Reaksi ionisasi CH₃COONa.

CH ₃ COOH _(aq) + NaOH _(aq) --> CH ₃ COONa _(aq) + H ₂ O _(l)

3. Tuliskan reaksi ionisasi dari larutan penyangga yang terdiri dari NH₃ dan NH₄Cl!

- Reaksi ionisasi NH_3.

NH _3 (aq) + H ⁺ _(aq) --> NH ₄ ⁺ _(aq)

- Reaksi ionisasi NH₄Cl.

NH _3(aq) + HCl _(aq) --> NH ₄ Cl _(aq)

4. Sebutkan pasangan asam basa konjugasi dari reaksi-reaksi pada soal nomor 2 dan 3!

- Reaksi ionisasi CH₃COOOH.

CH ₃ COOH _(aq) --> CH ₃ COO ^- _(aq) + H ⁺ _(aq)

- Reaksi ionisasi CH₃COONa.

CH ₃ COOH _(aq) + NaOH _(aq) --> CH ₃ COONa _(aq) + H ₂ O _(l)

- Reaksi ionisasi NH_3.

NH _3 (aq) + H ⁺ _(aq) --> NH ₄ ⁺ _(aq)

- Reaksi ionisasi NH₄Cl.

NH _3(aq) + HCl _(aq) --> NH ₄ Cl _(aq)

5. Bagaimanakah pengaruh penambahan sedikit asam, sedikit basa, dan pengenceran terhadap suatu larutan penyangga?

- jika asam atau basa ditambahkan ke larutan bukan penyangga maka perubahan pH larutan akan sangat mencolok. Pengenceran larutan merupakan penambahan air (H ₂ O) pada larutan. Air (H ₂ O) akan mengalami reaksi kesetimbangan menjadi H ⁺ dan OH ^-, namun H ₂ O yang terurai sangat sedikit. Pembahasan lebih lanjut dapat dilihat pada bab II Tinjauan pustaka tentang Prinsip larutan penyangga.

6. Berikan 2 contoh campuran larutan lain yang menghasilkan larutan penyangga!

- asam bikarbonat, hemoglobin, dan oksihemoglobin.

- Dalam sel darah merah terdapat sistem penyangga sebagai berikut :

-H₃PO₄^- + H₂O --->HPO₄^2- + H₃O⁺

7. Larutan Penyangga digunakan pada mekanisme pengaturan pH dalam tubuh manusia. Contoh keseimbangan ion-ion CO₃^-2 dan H₂CO₃ dalam darah yang membentuk larutan penyangga menjaga agar pH tidak terlalu banyak mengalami perubahan pada saat ada gangguan. Jika pengaturan pH itu gagal, maka aktivitas enzim yang sangat peka terhadap pH akan menurun dengan tajam dan berakibat fatal. Mengapa demikian?

- Karena enzim juga sangat terpengaruh oleh pH. Perubahan pH dapat mempengaruhi perubahan asam amino kunci pada sisi aktif enzim sehingga menghalangi sisi aktif bergabung  dengan substratnya. pH optimal yang diperlukan berbeda-beda, tergantung jenis enzimnya. Ada enzim yang tahan dalam suasana asam di lambung contohnya Hormo gastrin, enzim pepsin, enzim renin, dan lipase. Jika terdapat enzim yang tidak tahan dengan suasana asam makan akan terjadi denaturasi (Enzim akan rusak).

8. Larutan penyangga juga banyak digunakan pada bidang industri dan penelitian. Berikan contohnya masing-masing satu buah!

- Dalam bidang penelitian.

Dalam bidang biokimia, kultur jaringan dan bakteri mengalami proses yang sangat sensitif terhadap perubahan pH. Darah dalam tubuh manusia mempunyai kisaran pH 7,35 sampai 7,45 dan apabila pH darah manusia di atas 7,8 akan menyebabkan organ tubuh manusia dapat rusak, sehingga harus dijaga kisaran pHnya dengan larutan penyangga.

-Dalam bidang Industri.

              Berikut beberapa contoh larutan penyangga alami yang ada
dalam darah dan ludah, dan larutan penyangga buatan tanaman hidroponik
dan industri pengolahan limbah.

BAB V

KESIMPULAN

1. Larutan CH₃COOH dan CH₃COONa merupakan larutan peyangga yang terdiri dari asam lemah dengan basa konjugasi/garam
2. Larutan CH₃COONa bertindak sebagai basa konjugasi/garam
3. Larutan CH₃COOH bertindak sebagai asam lemah
4. Perbandingan antara pH awal dengan pH setelah penambahan HCl, NaOH maupun air suling adalah menurut teori tetap, namun dalam penambahan sedikit asam/basa maupun pengenceran tidak mengubah pH secara signifikan.
5. Dalam pengamatan ini mungkin dapat terjadi kesalahan pH karena kurang teliti ataupun kesalahan saat pemberian titrasi.